Wir gratulieren Stéphane Hacquard zur Auszeichnung mit dem ERC Starting Grant „MICRORULES“ (Förderperiode 2017 bis 2022)

Strukturelle und funktionelle Architekturen von Pflanzenwurzel-assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften

Im natürlichen Boden gehen die Wurzeln gesunder Pflanzen mit einer enormen Vielfalt von Mikroorganismen eine wechselseitig vorteilhafte Lebensgemeinschaft ein. Diese setzt sich zusammen aus stammesgeschichtlich unterschiedlichen Klassen von Mikroben, bestehend aus Bakterien, Pilzen und Protozoen, die in ihrer Gesamtheit als pflanzliche Mikrobiota einen positiven Einfluss auf das pflanzliche Wachstum und die pflanzliche Produktivität haben. In derartigen Lebensgemeinschaften koexistieren und interagieren die Mikroorganismen und bilden physikalisch und metabolisch unabhängige Gemeinschaften mit von den einzelnen Mitgliedern klar unterscheidbaren Eigenschaften. In der Natur sind sehr wahrscheinlich sowohl Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Mikrobe als auch zwischen Mikroben gleichermaßen bedeutsam für die Ausbildung einer Netzwerkstruktur der Wurzel-assoziierten Mikrobiota. Allerdings ist noch unklar, ob kooperative oder kompetitive Wechselwirkungen innerhalb einer Klasse von Mikroben oder zwischen mikrobiellen Klassen maßgeblich an der Netzwerkbildung beteiligt sind. Darüber hinaus stellt sich die Frage, in welchem Ausmaß Wechselwirkungen zwischen Mikroben im Boden-Wurzel-Kontinuum dem Wirt dienen. Das molekulare Verständnis der organisatorischen Prinzipien, die der mikrobiellen Netzwerkbildung auf und in Pflanzenwurzeln zugrunde liegen, sowie deren funktioneller Einfluss auf die Gesundheit der Wirtspflanze ist eine langfristige Perspektive von MICRORULES.

Das ERC-finanzierte Projekt hat zum Ziel, seit langem bekannte ökologische Konzepte mit einer Kombination von molekularen Methoden zu bearbeiten. Diese umfassen Hochdurchsatz-Verfahren für „Fingerabdrücke“ der mikrobiellen Wurzel-Lebensgemeinschaft, eine umfassende Isolierung mikrobieller Arten und Rekonstitutionsexperimente der Mikrobiota mit keimfreien Pflanzen im Labor. Dieses Projekt wird die Mikrobiota-Forschung von einem deskriptivem hin zu einem mechanistischen Verständnis von Lebensgemeinschaften führen.  Dieses Verständnis ist Voraussetzung, das Leistungsvermögen der Wurzel-Mikrobiota abzuschätzen und bildet die Grundlage für eine zukünftige rationale Entwicklung von Probiotika. Letztere sollen einen verbesserten Pflanzenschutz und ein stabiles Pflanzenwachstum im Feld bewirken.